喷墨头的制作方法

专利名称：喷墨头的制作方法
技术领域：
本发明涉及喷墨头。该喷墨头用在通过向打印介质排出墨水来打印文字、图像等的装置中。该喷墨头用在例如喷墨打印机、复印机、传真机、多功能产品等中。
背景技术：
一般的喷墨头包括通道单元和促动器单元。该通道单元包括喷嘴和压力腔室。该喷嘴向打印介质排出墨水。该压力腔室填充有墨水。压力腔室与喷嘴连通。
该促动器单元可以堆叠在通道单元上。促动器单元可以为具有压电元件的类型。该压电元件可以包括压电层、与该压电层的正面连接的第一电极、与压电层的背面连接的第二电极、以及位于第二电极和通道单元之间的中间层。当将电位差施加在第一电极和第二电极之间时，压电层沿着平面方向收缩。第一电极、第二电极和中间层不能沿着平面方向收缩。因此，用于使压电层沿着平面方向收缩的力转变成用于使整个压电元件沿着厚度方向变形的力。通过将电位差施加在第一电极和第二电极之间使压电元件朝向压力腔室变形。在压电元件朝向压力腔室变形时，压力腔室的体积减小。压力腔室内的墨水压力增大，并且从喷嘴排出墨水。当取消在第一电极和第二电极之间的电位差时，压电元件朝向压力腔室变形的状态被解除。压力腔室的体积因此增大，并且从墨水腔室将墨水抽入压力腔室。
当中间层存在于第二电极和通道单元之间时，整个压电元件沿着厚度方向变形更大的量。在该中间层中通常采用绝缘层。通过采用这种结构，能够有效地增大和减小压力腔室内的压力。在例如美国专利No.6672715中教导了具有以上结构的喷墨头。
当例如给打印介质(例如打印纸)充电时，电荷可以从打印介质运动到通道单元。因此给通道单元充电，并且通道单元的电位可能变得大于第二电极的电位。在该情况中，通道单元内的墨水的组分(例如氢离子)可能被吸向促动器单元(第二电极)，并且可能透入促动器单元。在例如氢离子已经透入促动器单元时，在促动器内可能形成氢气。当在促动器单元内形成氢气时，促动器单元内的层(例如压电层和第二电极)可能剥离。
在传统的技术(美国专利No.6672715)中，第二电极在促动器单元的侧面处暴露出。从第二电极的暴露部分将导电粘合剂施加在通道单元的正面上。因此第二电极和通道单元电连接，并且第二电极和通道单元因此保持大致相同的电位。因此能够防止通道单元内的墨水的组分透入促动器单元。

发明内容
当在通道单元的压力腔室内压力增大或减小时，通道单元振动。采用传统技术，促动器单元没有堆叠在已经将导电粘合剂施加到通道单元的正面上的部分处。导电粘合剂在通道单元的正面处暴露出。在该情况中，在通道单元振动时，导电粘合剂可能与通道单元分离，因此在第二电极和通道单元之间的连接可能中断。
该说明书将提供一种技术，其中第二电极和通道单元能够按照更稳定的方式电连接。
在本说明书中所教导的喷墨头具有通道单元、促动器单元和导电粘性层。导电粘性层粘附到通道单元的正面和促动器单元的背面上。导电粘性层与第二电极电连接。
采用该结构，导电粘性层夹在通道单元和促动器单元之间。因此，能够有效防止其中导电粘性层与通道单元或促动器单元分离的现象。采用该喷墨头，第二电极和通道单元能够按照更可靠的方式电连接。
促动器单元还可以包括第一导电构件。第一绝缘层可以具有第一通孔。该第一导电构件的至少一部分可以位于第一通孔中。第一导电构件的一个端部可以与第二电极电连接。第一导电构件的另一个端部可以与导电粘性层接触。
在该情况中，从通道单元到第二电极的导电通路穿过第一绝缘层。导电通路没有沿着第一绝缘层的侧面形成。由于导电通路在第一绝缘层的侧面处没有暴露出，所以能够防止外力直接施加到导电通路上。采用该结构，能够使在第二电极和通道单元之间的电连接更稳定。
优选的是，从第一导电构件的所述一个端部到第二电极的导电通路形成在促动器单元内部。
在这样做时，能够防止外力直接施加到导电通路上。采用该结构，能够使在第二电极和通道单元之间的电连接更稳定。
在第一绝缘层和导电粘性层之间可以存在另一个层。在该情况中，导电粘性层可以粘附到该层的背面上。
可选的是，导电粘性层可以粘附到第一绝缘层的背面上。
优选的是，第一导电构件的所述另一个端部从第一通孔向导电粘性层突出。
采用该结构，能够增大在第一导电构件和导电粘性层之间的接触面积。在第一导电构件和导电粘性层之间的电连接因此得到加强。
以下，第一导电构件从第一通孔突出的那部分被称为突出部分。
通道单元可以包括位于面对着第一通孔的位置处的凹入部分。优选的是，该凹入部分的直径大于第一导电构件的突出部分的直径。
采用该结构，能够防止在通道单元和第一导电构件的突出部分之间的干涉。另外，采用该结构，容易在第一导电构件的突出部分和凹入部分的内表面之间形成导电粘合剂的网格状花边(增强部分)。因此应该能够增大在第一导电构件和导电粘性层之间的接触面积。
优选的是，第一导电构件的突出部分的直径大于第一通孔的直径。
采用该结构，能够增大在第一导电构件和导电粘性层之间的接触面积。
促动器单元可以包括多个第一导电构件。第一绝缘层可以包括多个第一通孔。每个第一导电构件可以位于不同的第一通孔中。每个第一导电构件的一个端部可以与第二电极电连接。每个第一导电构件的另一个端部可以与导电粘性层接触。
由于所述多个第一导电构件与导电粘性层接触，所以能够有效地防止第一导电构件与导电粘性层分离的现象。
通道单元可以包括多个喷嘴和多个压力腔室。每个压力腔室可以与不同的喷嘴连通。从喷墨头的俯视图看，这些压力腔室可以被第一通孔包围。
采用该结构，第一导电构件没有位于压力腔室之间。因此压力腔室能够高密度地设置。
第一导电构件可以包括管状导电构件和位于该管状导电构件中的柱状导电构件。
在一个绝缘层内，两个导电构件可以有助于使通道单元与第二电极电连接。因此，能够使在第二电极和通道单元之间的电连接更稳定。
促动器单元还可以包括第二绝缘层和第二导电构件，该第二绝缘层位于第二电极和第一绝缘层之间。采用该结构，整个绝缘层变得更厚，因此整个绝缘层的变形量增大。因此，能够有效地增大或减小压力腔室内的压力。
当存在以上的结构时，第二绝缘层可以包括第二通孔。第二导电构件的至少一部分可以位于第二通孔中。第二导电构件的一个端部可以与第二电极电连接。第二导电构件的另一个端部可以与第一导电构件的所述一个端部电连接。
采用该结构，不必沿着第二绝缘层的侧面形成导电通路。由于导电通路没有在第二绝缘层的侧面处暴露出，所以能够防止外力直接施加到导电通路上。采用该结构，能够使在第二电极和通道单元之间的电连接更稳定。
优选的是，从第二导电构件的所述一个端部到第二电极的导电通路形成在促动器单元内部。另外，优选的是，从第二导电构件的所述另一个端部到第一导电构件的所述一个端部的导电通路形成在促动器单元内部。
在这样做时，能够防止外力直接施加到导电通路上。采用该结构，能够使在第二电极和通道单元之间的电连接更稳定。
可以采用以下的结构来实现上面的结构。促动器单元还可以包括位于第一绝缘层和第二绝缘层之间的导电层。第二导电构件的所述一个端部可以与第二电极接触。第二导电构件的所述另一个端部可以与该导电层接触。第一导电构件的所述一个端部可以与导电层接触。
从喷墨头的俯视图看，第一通孔和第二通孔可以偏置。
在该情况中，第一导电构件和第二导电构件偏置。能够防止其中施加到第一导电构件上的力传递给第二导电构件的现象、和其中施加到第二导电构件上的力传递给第一导电构件的现象。
促动器单元还可以包括第三导电构件和与压电层的正面连接的表面导电构件。压电层可以包括第三通孔。该第三导电构件的至少一部分可以位于第三通孔中。第三导电构件的一个端部可以与该表面导电构件电连接。第三导电构件的另一个端部可以与第二电极电连接。
采用该结构，第二电极、通道单元和表面导电构件保持相同的电位。如果表面导电构件与接地电位连接，则第二电极和通道单元也能够保持在接地电位处。
优选的是，从第三导电构件的所述一个端部到表面导电构件的导电通路形成在促动器单元内部。优选的是，从第三导电构件的所述另一个端部到第二电极的导电通路形成在促动器单元内部。
在这样做时，能够防止外力直接施加到导电通路上。采用该结构，能够使在第二电极和表面导电构件之间的电连接更稳定。
可以采用以下的结构来实现上面的结构。表面导电构件可以位于面对着第三通孔的位置处。第三导电构件的所述一个端部可以与表面导电构件接触。第三导电构件的所述另一个端部可以与第二电极接触。
第一绝缘层的第一通孔和压电层的第三通孔可以偏置。
在该情况中，第一导电构件和第三导电构件偏置。能够防止其中施加到第一导电构件上的力传递给第三导电构件的现象、和其中施加到第三导电构件上的力传递给第一导电构件的现象。


图1显示出本实施方案的喷墨头的透视图。
图2显示出沿着图1的II-II线的剖视图。
图3显示出头主体的俯视图。
图4显示出图3的区域IV的放大图。
图5显示出一个促动器单元的俯视图。
图6显示出沿着图4的VI-VI线的剖视图。
图7(a)显示出图6的区域VII的放大图。图7(b)显示出促动器单元的一部分的俯视图。
图8显示出图7(a)的区域VIII的放大图。
图9显示出用于说明变型实施方案的视图。
具体实施例方式
现在将参照这些附图对本发明的实施方案进行说明。图1显示出喷墨头1的透视图。该喷墨头1在安装在喷墨打印机上期间被使用。
喷墨头1包括头主体70、基块71、保持器72等。头主体70具有沿着主扫描方向延伸的矩形形状。基块71设置在头主体70的上表面上。墨水储存器3(待说明参见图2)形成在基块71中。保持器72支撑着头主体70和基块71。
图2显示出沿着图1的II-II线的剖视图。头主体70包括通道单元4和堆叠在通道单元4上的促动器单元21。通道单元4具有其中堆叠多块薄板的结构。在通道单元4中形成有墨水通道。具有非常小直径的多个喷嘴8(参见图6)设置在通道单元4的底面70a中。墨水从通道单元4的底面70a向下排出。
促动器单元21也具有其中堆叠多块薄板的结构。促动器单元21通过导电粘性层6(待说明参见图6)与通道单元4的上表面连接。在本实施方案中，多个促动器单元21与通道单元4连接。柔性印刷电路(FPC)50焊接到促动器单元21的上表面上。将FPC50引导到喷墨头1的一侧(图2中的左边或右边)。
图3显示出头主体70的俯视图(从与底面70a相反的那一侧看)。通道单元4具有沿着主扫描方向延伸的矩形形状。在通道单元4内形成有集管通道5。该集管通道5由虚线显示出。集管通道5用作共用墨水腔室。集管通道5具有沿着通道单元4的主扫描方向按照平行的方式延伸的多个副集管通道5a。
在通道单元4的上表面(与促动器单元21连接的表面)中形成有十个开口3a。这些开口3a中的五个开口3a沿着通道单元4的右边缘在主扫描方向上排列。这些开口3a中的其它五个开口3a沿着通道单元4的左边缘在主扫描方向上排列。基块71的墨水储存器3的墨水通过开口3a被引导进集管通道5中。
四个促动器单元21按照交错的图案设置在不与通道单元4的开口3a干涉的位置中。这些促动器单元21中的每个促动器单元21在从俯视图中看时具有梯形形状。这些促动器单元21设置成使得其长边和短边沿着主扫描方向延伸。两个相邻促动器单元21沿着主扫描方向和副扫描方向重叠。
后面将对头主体70的结构进行更详细的说明。
回到图2，将对基块71的结构进行说明。该基块71由金属形成。该基块71由例如不锈钢形成。在基块71内的墨水储存器3沿着主扫描方向(与图2的页面垂直的方向)延伸。在储存器3的一个端部中形成有入口孔(未示出)。该入口孔与墨水容器(未示出例如墨盒)连接。通过入口孔将墨水容器的墨水引导进墨水储存器3中。
墨水储存器3具有出口孔3b。虽然在图2中只显示出一个出口孔3b，但是实际上形成有十个出口孔3b。出口孔3b形成在与通道单元4的开口3a对应的位置中。墨水储存器3的墨水通过出口孔3b和通道单元4的开口3a引导进集管通道5中。
在基块71中，出口孔3b的邻近部分73a向下突出。只有这些突出部分73a与通道单元4的上表面接触。也就是说，在通道单元4的上表面和基块71的除了突出部分73a之外的部分之间存在空间。促动器单元21设置在该空间中。
接下来将对保持器72的结构进行说明。该保持器72包括夹持基块71的夹持部分72a以及从夹持部分72a的上表面向上突出的一对突出部分72b。
该夹持部分72a具有向下打开的凹入部分。基块71通过粘合剂固定在该凹入部分内。
那对突出部分72b沿着副扫描方向(图2的左右方向)排列，并且在它们之间具有空间。与促动器单元21连接的FPC50沿着突出部分72b向上延伸。弹性构件83(例如海绵)设置在FPC50的一个表面和突出部分72b之间。驱动器IC80与FPC50的另一个表面连接。促动器单元21和驱动器IC80通过FPC50电连接。FPC50将从驱动器IC80输出的驱动信号传送给促动器单元21。
具有大致为长方体形状的散热器82与驱动器IC80接触。散热器82使得驱动器IC80所产生的热散逸。基底81设置在散热器82上方，并且固定到FPC50的一个端部上。密封构件84设置在基底81和散热器82的上端之间。密封构件84也设置在散热器82的下端和FPC50之间。这些密封构件84能够防止废物或墨水进入喷墨头1内。
接下来将参照图4对头主体70的结构进行详细说明。图4显示出图3的区域IV的放大图。在图4中，实际上不能看到的喷嘴8、压力腔室10和孔隙13由实线显示出。
如上所述，多个副集管通道5a形成在通道单元4中。四个副集管通道5a与一个促动器单元21对应。四个副集管通道5a沿着主扫描方向按照平行的方式延伸。与多个喷嘴8连通的多个墨水通道7(参见图6)与副集管通道5a连接。
通道单元4具有多个压力腔室10和多个喷嘴8。压力腔室10以矩阵形状设置。从俯视图看，每个压力腔室10大致为菱形。每个压力腔室10的长对角线的一端与一个喷嘴8连通。每个压力腔室10的长对角线的另一端与一个孔隙13连通。孔隙13与副集管通道5a连通。下面，与一个促动器单元21对应的多个压力腔室10将被称为压力腔室组9。一个促动器单元21与压力腔室组9的所有压力腔室10重叠。
多个喷嘴8通到通道单元4的底面70a中(参见图2)。与压力腔室组9一样，喷嘴8按照矩阵形状设置。
图5显示出一个促动器单元21的俯视图。在图5中这些压力腔室10中的每个压力腔室10都不显示出，并且形成有压力腔室组9的区域由虚线显示出。
在通道单元4的上表面中形成有多个凹入部分30(参见图6)，但是这将在后面详细说明。这些凹入部分30以近似相等的间隔形成。压力腔室组9被这些凹入部分30包围。从俯视图看，每个凹入部分30为圆形。
另外，多个表面电极61形成在促动器单元21的上表面处。每个表面电极61与一个凹入部分30对应。这些表面电极61从凹入部分30向外形成。也就是说，从俯视图看，表面电极61和凹入部分30偏置。
图6显示出沿着图4的VI-VI线的剖视图。通道单元4具有空腔板22、基板23、孔隙板24、供应板25、两块集管板26和27、以及喷嘴板28。这些板22至28由金属形成(例如，由不锈钢形成)。但是，喷嘴板28可以由树脂形成。
空腔板22具有长孔22a。该长孔22a用作压力腔室10。另外，凹入部分30形成在空腔板22的上表面中。凹入部分30向上(向促动器单元21)打开。在图6中，只显示出一个长孔22a和一个凹入部分30。但是，在空腔板22中形成有多个长孔22a和多个凹入部分30。。
基板23具有孔23a和孔23b。每个孔23a与不同的一个压力腔室10对应。每个孔23b与不同的一个压力腔室10对应。每个孔23a形成在与相应压力腔室10的一个边缘面对的位置处。每个孔23b形成在与相应压力腔室10的另一个边缘面对的位置处。
孔隙板24具有长孔24a和孔24b。长孔24a用作孔隙13。每个长孔24a与基板23的不同的一个孔23a对应。每个孔24b与基板23的不同的一个孔23b对应。每个长孔24a的一个端部设置在与基板23的相应孔23a面对的位置处。每个孔24b设置在与基板23的相应孔23b面对的位置处。
供应板25具有孔25a和25b。每个孔25a与孔隙板24的不同的一个长孔24a对应。每个孔25b与孔隙板24的不同的一个孔24b对应。每个孔25a设置在与孔隙板24的相应长孔24a的另一个端部面对的位置处。每个孔25b设置在与孔隙板24的相应孔24b面对的位置处。
第一集管板26具有长孔26a和孔26b。长孔26a用作副集管通道5a。供应板25的孔25a与长孔26a连通。每个孔26b与供应板的不同的一个孔25b对应。每个孔26b设置在与供应板25的相应孔25b面对的位置处。
另一个集管板27也具有长孔27a和孔27b。长孔27a具有与集管板26的长孔26a相同的形状。长孔27a用作副集管通道5a。每个孔27b与集管板26的不同的一个孔26b对应。每个孔27b设置在与集管板26的相应孔26b面对的位置处。
喷嘴板28具有喷嘴8。每个喷嘴8与集管板27的不同的一个孔27b对应。每个喷嘴8设置在与集管板27的相应孔27b面对的位置处。
副集管通道5a通过孔隙13及压力腔室10与喷嘴8连通。也就是说，从副集管通道5a经由孔隙13和压力腔室10延伸至喷嘴8的墨水通道7形成在通道单元4中。为这些压力腔室10中的每个压力腔室10形成一个墨水通道7。
一个墨水通道7设有两个通道，这两个通道在其中央具有压力腔室10。第一通道从副集管通道5a的上端经由孔隙13延伸至压力腔室10的一个边缘(在图6中的左侧处)。另一个通道从压力腔室10的另一个边缘(在图6中的右侧处)延伸至喷嘴8。
在图6中的附图标记6指的是导电粘性层。该导电粘性层6形成在通道单元4的空腔板22的正面(图6中的上表面)和促动器单元21的背面(图6中的下表面)之间。通道单元4和促动器单元21通过导电粘性层6粘结在一起。
接下来将对促动器单元21的结构进行说明。图7(a)显示出图6的区域VII的放大图。图7(b)显示出图6的区域VII的一部分的俯视图。
促动器单元21具有三个压电片41、42和43。这些压电片41、42和43由锆钛酸铅(PZT)陶瓷材料(一种绝缘材料)形成，并且为铁电体。这些压电片41、42和43中的每个压电片的厚度大约为15μm。
最上面的压电片41用作活性部分，它在电场施加到其上时显示出压电效应。其余两个压电片42和43没有用作活性部分。这些压电片41、42和43设置成覆盖压力腔室组9(参见图4或图5)。
在本实施方案中，这三个压电片41、42和43具有层叠结构。通过例如采用丝网印刷技术，能够将单独电极35(待说明)或表面电极61高密度地设置在压电片41的上表面上。在能够以高密度设置这些单独电极35时，压力腔室10也能够以高密度设置在与单独电极35对应的位置中。因此能够实现高分辨率打印。
促动器单元21具有多个电极33、34、35和61。单独电极35和表面电极61设置在压电片41的上表面上。在图7(a)中，只显示出一个单独电极35。但是，实际上设置多个单独电极35。每个单独电极35设置在与不同的一个压力腔室10面对的位置处。另外，如图5等所示，多个表面电极61设置在压电片41的上表面上。
如图7(b)所示，每个单独电极35具有主区域35a和辅助区域35b。主区域35a设置在面对着压力腔室10的位置处。主区域35a具有与压力腔室10大致类似的平面形状(大致为菱形)。主区域35a小于压力腔室10。
辅助区域35b与主区域35a的锐角部分连接。辅助区域35b设置在没有面对着压力腔室10的位置处。在辅助区域35b的前缘处形成有圆形连接部分36。连接部分36由例如含有玻璃粉的金属形成。连接部分36与辅助区域35b电连接。
虽然未示出，但是在FPC50中形成有多个连接部分(参见图2)。这些单独电极35的每个连接部分36与FPC50的相应连接部分电连接。FPC50的这些连接部分与驱动器IC80电连接(参见图2)。采用这种结构，驱动器IC80能够单独控制这些单独电极35中的每个单独电极35的电位。
如图7(a)所示，作为共用电极的电极34设置在最上面的压电片41和压电片41下方形成的压电片42之间。共用电极34具有大约2μm的厚度。该共用电极34具有与压电片41等大致相同的平面形状。共用电极34的正面(图7(a)中的上表面)与压电片41的背面(图7(a)中的下表面)接触。共用电极34的背面与压电片42的正面接触。
作为加强电极的电极33设置在压电片42和最下面的压电片43之间。加强电极33也具有大约2μm的厚度，并且具有与压电片41等大致相同的平面形状。加强电极33的正面与压电片42的背面接触。加强电极33的背面与压电片43的正面接触。
这些电极33、34、35和61由金属材料例如Ag-Pd制成。
下面将参照图8对促动器单元21的结构进行更详细说明。图8显示出图7的区域VIII的放大图。
压电片41具有通孔47a。通孔47a设置在面对着表面电极61的位置处。表面电极61的直径大于通孔47a的开口的直径。虽然在图8中只显示出一个通孔47a，但实际上形成有多个通孔47a。通孔47a的数量与表面电极61的数量(即，通道单元4的凹入部分30的数量(参见图5))相同。
压电片42具有通孔48a。通孔48a的数量与通孔47a的数量相同。这些通孔48a形成在与通孔47a偏置的位置中。
压电片43具有通孔49a。通孔49a的数量与通孔47a的数量相同。通孔49a形成在与通孔47a及48a偏置的位置中。也就是说，在从俯视图看喷墨头1时，通孔47a、48a和49a相互偏置。每个通孔49a形成在面对着不同的一个凹入部分30的位置处。通孔49a的开口中央处于与凹入部分30的开口中央大致相同的位置中。
在通孔47a内设置管状导电构件62a(管状构件62a)。管状构件62a的上端与表面电极61接触。管状构件62a的下端与共用电极34的正面(图8中的上表面)接触。在管状构件62a内设置柱形导电构件47b(柱状构件47b)。该柱状构件47b与管状构件62a的内表面接触。柱状构件47b的上端与表面电极61接触，并且柱状构件47b的下端与共用电极34的正面接触。
在通孔48a内设置管状导电构件62b(管状构件62b)。管状构件62b的上端与共用电极34的背面(图8中的下表面)接触。管状构件62b的下端与加强电极33的正面接触。在管状构件62b内设置柱形导电构件48b(柱状构件48b)。该柱状构件48b与管状构件62b的内表面接触。柱状构件48b的上端与共用电极34的背面接触，并且柱状构件48b的下端与加强电极33的正面接触。
在通孔49a内设置管状导电构件62c(管状构件62c)。管状构件62c的上端与加强电极33的背面接触。管状构件62c的下端与柱状构件49b(待说明)接触。柱形导电构件49b(柱状构件49b)设置在管状构件62c内。柱状构件49b与管状构件62c的内表面接触。柱状构件49b的上端与加强电极33的背面接触。柱状构件49b向下突出超过通孔49a。该突出部分被称为端子46。柱状构件49b的端子46与导电粘性层6接触。
每个柱状构件49b的端子46的中央具有向下突出的形状。端子46位于与通道单元4的凹入部分30面对的位置处。端子46的外缘比通孔49a的外缘进一步向外设置。也就是说，从俯视图看，端子46的直径大于通孔49a的直径。另外，端子46的直径小于凹入部分30的开口的直径。端子46的一部分配合到凹入部分30中。因此，端子46和通道单元4不干涉。当要将促动器单元21和通道单元4粘结在一起时，因此能够防止施加到这两者上的压力积累在端子46处。
端子46的顶端没有被导电粘性层6覆盖。导电粘性层6的网格状花边90形成在端子46和凹入部分30的内表面之间。在将促动器单元21的背面(压电片43的背面)粘结到通道单元4上时形成导电粘性层6的网格状花边90。下面，将对形成网格状花边90的方式进行说明。
将导电粘合剂涂敷在通道单元4的大致整个正面(空腔板22的上表面)上。然后，将促动器单元21的背面压到通道单元4的正面上。该导电粘合剂在通道单元4和促动器单元21之间扩散。凹入部分30附近的导电粘合剂散开，从而它进入凹入部分30。该导电粘合剂因此粘附到端子46上，并且在端子46和凹入部分30的内表面之间形成网格状花边90。
由管状构件62a、62b及62c构成的第一内布线和由柱状构件47b、48b及49b构成的第二内布线排列在促动器单元21内。共用电极34和加强电极33被包括在第一内布线的导电通路的一部分中。共用电极34和加强电极33也被包括在第二内布线的导电通路的一部分中。
由第一内布线和第二内布线构成的导电通路的一个端部与表面电极61连接。FPC50(参见图2)具有接地电位连接部分50a。表面电极61焊接到连接部分50a上。导电通路(端子46)的另一个端部与导电粘性层6接触。该导电粘性层6与通道单元4连接。因此，表面电极61、共用电极34、加强电极33和通道单元4都保持在接地电位处。
接下来将参照图7(a)对驱动促动器单元21的方法进行说明。最上面的压电片41用作活性层，并且其余压电片42和43没有用作活性层。也就是说，在本实施方案的促动器单元21中，远离压力腔室10的压电片41为活性层，并且靠近压力腔室10的两个压电片42和43为非活性层。这种结构被称为单压电晶片型。
压电片41的极化方向为它的厚度方向。在为单独电极35设定预定的正电位或负电位时，压电片41的与单独电极35面对的那部分由于压电效应而沿着平面方向(图7(a)中的左右方向)收缩。相反，压电片42和43不受电场影响，因此不自发收缩。因此，用于使压电片41沿着平面方向收缩的力转变成用于使压电片42和43沿着它们的厚度方向弯曲的力。压电片41、42和43因此按照向下突出的方式变形。该变形被称为单压电晶片变形。
在压电片41、42和43按照向下突出的方式变形时，压力腔室10的体积减小。压力腔室10内的墨水压力增大，并且该墨水从喷嘴8排出。在单独电极35的电位回到与共用电极34相同的电位时，压电片41、42和43回到它们的原始形状(图7(a)中的形状)。压力腔室10的体积因此增大，并且从副集管通道5a将墨水抽入压力腔室10。
采用本实施方案的喷墨头1，共用电极34、加强电极33和通道单元4都保持在接地电位处。因此，能够有效防止其中在通道单元4内的墨水的组分进入促动器单元21的现象。
在本实施方案中，导电粘性层6夹在通道单元4和促动器单元21之间。因此，导电粘性层6牢固地粘附到通道单元4和促动器单元21上。因此，能够有效防止其中导电粘性层6变得与通道单元4或促动器单元21分离的现象。通道单元4和共用电极34(或者加强电极33)具有稳定的电连接。
另外，在本实施方案中，从通道单元4到表面电极61的导电通路的整个通路形成在喷墨头1内。因此，外力不直接施加到导电通路上，因此能够有效防止导电通路的中断。
由于导电通路形成在喷墨头1内，所以每个构件的连接部分也形成在喷墨头1内。也就是说，以下的连接部分不沿着促动器单元21的侧面形成，而是形成在与外界隔绝的空间内(1)在端子46和导电粘性层6之间的连接部分；(2)在加强电极33和柱状构件49b(或管状构件62c)之间的连接部分；(3)在加强电极33和柱状构件48b(或管状构件62b)之间的连接部分；(4)在柱状构件48b(或管状构件62b)和共用电极34之间的连接部分；(5)在共用电极34和柱状构件47b(或管状构件62a)之间的连接部分；以及(6)在柱状构件47b(或管状构件62a)和表面电极61之间的连接部分。由于外力不能直接施加到这些连接部分上，所以能够有效地防止导电通路的中断。
在本实施方案中，如图5所示，多个表面电极61分布在多个位置处，并且每个表面电极61与共用电极34电连接。由于所述多个表面电极61与共用电极34电连接，所以能够可靠地使共用电极34保持在接地电位处。
从喷墨头1的俯视图看，所述多个端子46按照包围压力腔室组9的方式设置。采用该结构，端子46没有设置在压力腔室10之间，因此压力腔室10能够高密度地设置。另外，设置许多端子46，并且这些端子46与导电粘性层6连接。因此，在共用电极34和通道单元4之间存在可靠的电连接。
每个端子46位于与形成在通道单元4的上表面中的凹入部分30面对的位置处。采用该结构，端子46和通道单元4不接触。因此，能够防止在促动器单元21和通道单元4粘结在一起时对促动器单元21造成损坏。
另外，每个端子46向下突出超过通孔49a。端子46的直径大于通孔49a的直径。导电粘性层6的网格状花边90形成在端子46和凹入部分30的内表面之间。由于采用了这种结构，所以在端子46和导电粘性层6之间存在更大的接触面积。因此在共用电极34和通道单元4之间存在可靠的电连接。
通孔47a、48a和49a相互偏置。因此，能够防止容纳在通孔47a、48a和49a中的构件相互干涉。例如，如果通孔47a、48a和49a形成在相同位置处并且在FPC50正被连接时对表面电极61施加力，则该力能够借助柱状构件47b和48b施加到柱状构件49b上。在该情况中，柱状构件49b可能离开通孔49a。如在本实施方案中那样，在通孔47a、48a和49a偏置时，能够防止这种现象。
现在将给出以上实施方案的变型。
(1)图9显示出用于说明变型的视图。促动器单元由21′表示。压电片由41′、42′和43′表示。通孔由47a′、48a′和49a′表示。柱状构件由47b′、48b′和49b′表示。管状构件由62a′、62b′和62c′表示。
从俯视图看，通孔48a′与通孔47a′及49a′偏置。因此，施加到表面电极61′上的力没有传递给柱状构件49b′。另外，通孔47a′和49a′形成在相同位置处。因此，由通孔47a′、48a′和49a′占据的平面区域(沿着左右方向的宽度)能够比在图8的结构中小。另外，在和使通道单元4与促动器单元21连接的操作同时执行使FPC50连接到表面电极61′上的操作时，施加到表面电极61′上的力传递给位于表面电极61′正下方的凹入部分30的周边。在该情况中，能够很容易在导电粘性层6处形成网格状花边。通过使表面电极61′的至少一部分与凹入部分30重叠(从俯视图看)能够实现该结果。
(2)在上面的实施方案中，所述多个端子46按照包围着压力腔室组9的方式设置。但是，不必采用这种结构。另外，同样可以只有一个端子46。也就是说，同样可以只有一个从通道单元4到表面电极61形成的导电通路。
(3)可以采用以下方法作为用于驱动促动器单元21的方法。当不在排出墨水时，单独电极35和共用电极34具有不同的电位。在该情况中，压电片41、42和43向下突出，并且压力腔室10的体积更小。在要排出墨水时，使单独电极35具有与共用电极34相同的电位。压电片41、42和43向下突出的状态因此被解除，并且压力腔室10的体积增大。墨水被抽入压力腔室10。然后，以预定的定时，使单独电极35具有与共用电极34不同的电位。压电片41、42和43向下突出，并且压力腔室10内的墨水压力增大。因此从喷嘴8中排出墨水。
(4)在上面的实施方案中，柱状构件47b、48b和49b(管状构件62a、62b和62c)配合到通孔47a、48a和49a中。因此，导电通路的整个通路从通道单元4到表面电极61形成在喷墨头1内。但是，导电通路同样可以沿着压电片41、42和43的侧面形成。
(5)端子46同样可以具有其中它们不向下突出超过压电片43的下表面的结构。在该情况中，通孔49a的直径可以大于凹入部分30的开口的直径。另外，在该情况中，不再需要将凹入部分30和通孔49a的位置精确配合在一起。从俯视图看，凹入部分30和通孔49a可以部分重叠。
(6)另外，端子46同样可以没有其中其中央向下突出的结构。例如，端子46的中央部分可以具有凹入形状。另外，端子46的整个外缘比通孔49a进一步向外设置。但是，不一定要采用这种结构。例如，端子46可以具有其中仅外缘的一部分比通孔49a进一步向外设置的结构。作为另一个实施例，端子46可以具有其中端子46的整个外缘从通孔49a向内设置的结构。
(7)在上面的实施方案中，凹入部分30形成在通道单元4的上表面中。但是，凹入部分30不一定要形成。在该情况中，优选的是，柱状构件49b不向下突出超过通孔49a。
(8)在上面的实施方案中，管状构件(例如62a)和柱状构件(例如47b)设置在通孔(例如47a)内。但是，不一定要设置管状构件，并且可以只设置柱状构件。
权利要求
1.一种喷墨头，包括通道单元，该通道单元包括喷嘴和与该喷嘴连通的压力腔室；促动器单元，该促动器单元包括压电层、与该压电层的正面连接的第一电极、与压电层的背面连接的第二电极、以及位于该第二电极和通道单元之间的第一绝缘层；以及导电粘性层，该导电粘性层粘附到通道单元的正面和促动器单元的背面上，该导电粘性层与第二电极电连接。
2.如权利要求1所述的喷墨头，其中促动器单元还包括第一导电构件；第一绝缘层包括第一通孔；该第一导电构件的至少一部分位于第一通孔中；第一导电构件的一个端部与第二电极电连接；并且第一导电构件的另一个端部与导电粘性层接触。
3.如权利要求2所述的喷墨头，其中从第一导电构件的所述一个端部到第二电极的导电通路形成在促动器单元内部。
4.如权利要求2所述的喷墨头，其中导电粘性层粘附到第一绝缘层的背面上。
5.如权利要求2所述的喷墨头，其中第一导电构件的所述另一个端部从第一通孔向导电粘性层突出。
6.如权利要求5所述的喷墨头，其中通道单元包括位于面对着第一通孔的位置处的凹入部分；并且该凹入部分的直径大于第一导电构件的突出部分的直径。
7.如权利要求5所述的喷墨头，其中第一导电构件的突出部分的直径大于第一通孔的直径。
8.如权利要求2所述的喷墨头，其中促动器单元包括多个第一导电构件；第一绝缘层包括多个第一通孔；每个第一导电构件位于这些第一通孔中的不同的一个第一通孔中；每个第一导电构件的一个端部与第二电极电连接；并且每个第一导电构件的另一个端部与导电粘性层接触。
9.如权利要求8所述的喷墨头，其中通道单元包括多个喷嘴和多个压力腔室；每个压力腔室与这些喷嘴中的不同的一个喷嘴连通；并且从喷墨头的俯视图看，这些压力腔室被第一通孔包围。
10.如权利要求2所述的喷墨头，其中第一导电构件包括管状导电构件和位于该管状导电构件中的柱状导电构件。
11.如权利要求2所述的喷墨头，其中促动器单元还包括第二绝缘层和第二导电构件，该第二绝缘层位于第二电极和第一绝缘层之间；第二绝缘层包括第二通孔；第二导电构件的至少一部分位于第二通孔中；第二导电构件的一个端部与第二电极电连接；并且第二导电构件的另一个端部与第一导电构件的所述一个端部电连接。
12.如权利要求11所述的喷墨头，其中从第二导电构件的所述一个端部到第二电极的导电通路形成在促动器单元内部；并且从第二导电构件的所述另一个端部到第一导电构件的所述一个端部的导电通路形成在促动器单元内部。
13.如权利要求12所述的喷墨头，其中促动器单元还包括位于第一绝缘层和第二绝缘层之间的导电层；第二导电构件的所述一个端部与第二电极接触；第二导电构件的所述另一个端部与该导电层接触；并且第一导电构件的所述一个端部与导电层接触。
14.如权利要求11所述的喷墨头，其中从喷墨头的俯视图看，第一通孔和第二通孔偏置。
15.如权利要求1所述的喷墨头，其中促动器单元还包括第三导电构件和与压电层的正面连接的表面导电构件；压电层包括第三通孔；该第三导电构件的至少一部分位于第三通孔中；第三导电构件的一个端部与该表面导电构件电连接；并且第三导电构件的另一个端部与第二电极电连接。
16.如权利要求15所述的喷墨头，其中从第三导电构件的所述一个端部到表面导电构件的导电通路形成在促动器单元内部；并且从第三导电构件的所述另一个端部到第二电极的导电通路形成在促动器单元内部。
17.如权利要求16所述的喷墨头，其中表面导电构件位于面对着第三通孔的位置处；第三导电构件的所述一个端部与表面导电构件接触；并且第三导电构件的所述另一个端部与第二电极接触。
18.如权利要求15所述的喷墨头，其中表面导电构件与接地电位电连接。
19.如权利要求15所述的喷墨头，其中促动器单元还包括第一导电构件；第一绝缘层包括第一通孔；该第一导电构件的至少一部分位于第一通孔中；第一导电构件的一个端部与第二电极电连接；第一导电构件的另一个端部与导电粘性层接触；并且从喷墨头的俯视图看，第一通孔和第三通孔偏置。
全文摘要
一种喷墨头设有通道单元、促动器单元和导电粘性层。通道单元包括喷嘴和与该喷嘴连通的压力腔室。促动器单元包括压电层、与该压电层的正面连接的第一电极、与压电层的背面连接的第二电极、以及位于该第二电极和通道单元之间的第一绝缘层。导电粘性层粘附到通道单元的正面和促动器单元的背面上。导电粘性层与第二电极电连接。
文档编号B41J2/045GK1883948SQ2006100938
公开日2006年12月27日 申请日期2006年6月20日 优先权日2005年6月20日
发明者片山直树 申请人:兄弟工业株式会社